JPH02166304A - 中空筒状ハニカム体および燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フィルタや熱回収もしくは熱放射体として用
いられる中空筒状のハニ゛カム体、および気相反応の触
媒活性成分を担持させた中空筒状の触媒体と、前記両者
のいずれかを排ガス流路に備えた高輻射作用または排ガ
ス浄化作用を有する加熱、暖房、乾燥用の燃焼機器に関
する。

従来の技術 多数の連通孔を有するハニカム体を、気流中の浮遊粒子
や塵芥を除去するフィルタとして用いることは、従来よ
り各種用いられているが、ハニカム体は薄板状またはブ
ロック杖のいずれの場合でも、連通孔をガス流路に対し
て略平行に備えるものであった。またこのハニカム体に
触媒活性成分を担持させて、酸化、還元または分解など
の気相反応を行わしめることは、自動車排ガスの浄化や
燃焼機器の排ガス浄化、あるいは工場での有機廃ガスの
浄化などに広く用いられているが、この場合にも連通孔
とガス流路を略平行に設置するものであった。

発明が解決しようとする課題 上記従来の構成において、ガスの全量をハニカム体に導
き、ここで固形成分を捕集したり、触媒によって浄化ま
たは反応させるには、排ガスをハニカム体または触媒体
に導く筒状の流路構造を併設しなければならず、またこ
こから排出されるガスは、元の流れの略延長線上に沿っ
て流れることになり、処理空間を長くせざるを得ないも
のであった。またこのハニカム体または触媒体で回収も
しくは発生した熱は、上流側または下流側のいずれかに
向けてのみ放出され、暖房機器や加熱機器に用いた場合
には、熱の有効利用がしにくいものであった。特に触媒
体をストーブやファンヒータなどの燃焼機器に設置して
排ガスの浄化に用いた場合、触媒体の片側平面（連通孔
の入口側端面）は燃焼部に対向して位置することになる
から、最も高温になる触媒体上流面から放射される輻射
熱が燃焼部に還元され、燃焼部を異常高温にして逆火や
暴走燃焼といった不具合を招くものであった。

そのために実際には、触媒体を燃焼部から相当な距離遊
離させて設置しているが、排ガスは触媒体の圧損がある
故に全量捕集できず、抵抗の少ない周囲解放部に漏出し
てしまい、したがって排ガスの浄化は完全に２はなし得
ないという欠点があった。

本発明は上記従来技術の課題に鑑み、ガスの通過を容易
かつ完全ならしめ、ガスの浄化性能や反応性能に優れ、
かつ熱の回収と有効利用を可能にするハニカム体または
触媒体と、燃焼部への悪影響なくこれらハニカム体また
は触媒体を備えた燃焼器具を提供することを目的とする
。

課題を解決するための手段 本発明は、　（１）多数の連通孔を有する板状ハニカム
体を複数枚酸べて中空筒状ハニカム体を構成する、　（
２）前記筒状ハニカム体の下流端部を、無孔板または板
状ハニカム体で閉塞する、　（３）前記（２）の中空筒
状ハニカム体に触媒活性成分を担持させて、中空筒状触
媒体を構成する、　（４）燃焼室下流の排ガス流路に、
前記（２）の中空筒状ハニカム体または（３）の中空筒
状触媒体を備えるものである。

作用 本発明は上記手段により、特殊なガス導入構造を用いず
に、はぼ完全にガスをハニカム体または触媒体に導き、
固形成分の捕集や反応を完遂させると共に、ここで回収
した熱は有効に周囲へ放射させる作用を有するものであ
る。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において１はシリカ・アルミナを主成分とする矩
形平板状のセラミック製へ二カム板で、壁面には矩形の
連通孔２が多数穿設されている。

このハニカム板２を４枚、互いに端部を密接させて並べ
、中心に矩形の流路を有する中空筒状ハニカム体３を構
成している。４はこの中空筒状ハニカム体３の下端部に
冠装される金属の枠体、５は同上端部に冠装される蓋体
で、６は枠体４と蓋体５を係止する支持金具である。こ
れらを組み立てると第２図のような構成となり、下部は
開口され、上部は蓋体５によって閉塞された形となる。

ここでガスを下部の開口部から導入すると、流路を徐々
に曲げ、あるいは蓋体５に衝突した後に周囲に分散して
、共に連通孔２を通って中空筒状ハニカム体３の外部へ
と流れる。この間、ガス中に浮遊粒子が存在する場合に
は、ハニカム板ｌの内面で捕集され、外部へは清浄なガ
スが流れることになる。また導入されるガスが高温の場
合には、連通孔２を通過する間にここで熱交換され、ガ
スの保有熱はハニカム板１に移動してこれを加熱する０
回収された熱゛は放射によって周囲に放出されることに
なる。かくしてガス流路は、元の流れに対して略直角方
向に分散されるから、ガス発生源の延長線上に大きな空
間を必要とせず、しかも小さな容積内で大きな表面積を
確保できるから、フィルタ作用の場合にも熱回収の場合
にも、コンパクトで効率の良いものになる。また中空筒
状ハニカム体３が直接ガス流路を覆うために、従来の平
板状またはブロック状のハニカム体の場合のようなガス
導入部材は必要なく、例えば石油ストーブの排気口上部
に備える場合のような、解放流路に用いる際にも、捕集
効率は損なわれず、はぼ全量のガスをここで捕集し、処
理することができる。

なおここでは、蓋体５は金属の無孔板を用いているが、
上部にも空間がある場合には、ここにもハニカム板１を
備えて良く、さらに有効面積を拡大できる。

中空筒状ハニカム体３の構成は、ここでは４枚を並べて
矩形の筒としているが、第３図のような断面三角形、あ
るいは第４図に示すような断面六角形などの任意の多角
形にでき、中空筒を構成し得るものならば枚数は限定さ
れない。またハニカム板ｌの大きさも、必ずしも全数同
一である必要はなく、収納空間の形状に合わせて大小種
々に組み合わせることも可能である。また第１図に示す
矩形筒の場合には、ハニカム板ｌの端部を直角にしたま
まで密接できるが、その他の多角形の場合には、隣接す
るハニカム板１との接触部が線接触となる。このために
ここからのガス洩れが懸念されるが、第３図または第４
図に示すように、接触部分を適宜な角度を持って成形し
ておけば、その心配は無く、好ましい状態を維持できる
。さらに中空筒状ハニカム体３の筒形状の全周をハニカ
ム板１で囲むことが、有効面積を大きく採ることからは
好ましいが、第５図に示すように一部を無孔板７で覆う
構成にしても、十分上記効果は発揮でき、例えば後面を
反射板で囲まれる反射型石油ストーブのような場合には
、このような構成の方が好ましい。かくしてこれら中空
筒状ハニカム体３によって、フィルタ効果もしくは熱回
収／熱放射効果に優れたコンパクトな機器が可能になる
ものである。ハニカム板ｌの材質は、ここではセラミッ
ク材料を用いているが、金属材料や金属にセラミック溶
射や顔料塗布などの表面処理を施したものでも良く、温
度やガス種等よって任意に選択できる。

次に他の実施例について述べる。第１図〜第５図のいず
れの場合においても、ハニカム板ｌの表面に触媒活性成
分を担持させると、そのまま中空筒状触媒体とすること
ができる。例えば燃焼機器の排ガス浄化には白金やパラ
ジウム、自動車排ガスの窒素酸化物還元にはロジウム、
炭化水素の分解にはタングステンやモリブデン、ニッケ
ル等、用途に応じて種々の活性成分があるが、ガス組成
に応じて、あるいは希望する反応に応じて適宜選択すれ
ば良い。いずれの場合においても、上記同様にコンパク
トな空間で大きな接触面積を得ることができ、しかもガ
ス導入部材を必要とせずに完全捕集、反応ができるもの
である。特に燃焼機器の排ガス浄化に用いた場合には、
−酸化炭素や未燃成分の酸化反応によって熱の発生があ
るが、この熱も含めて周囲に有効に放射され、加熱や暖
房の用途に用いることができる。

第６図には、石油ストーブに用いた場合の例を示してい
るが、函体８中央部に備えられ、後面を反射板９で囲ま
れた燃焼筒１０の上部に、白金属の金属を主成分とする
活性成分を担持させた中空筒状触媒体１１を備えている
。中空筒状触媒体ｌｌの下部は開口し、上部は天板１２
により閉塞されている。燃焼筒ｌＯ内で燃料が燃焼し、
未燃成分および一酸化炭素等の含まれた排ガスは、燃焼
筒ｌＯで回収されなかった熱と共に上部に排出される。

排ガスは中空筒状触媒体ｌｌ内に導かれ、可燃成分はこ
こで酸化作用を受けて二酸化炭素や水に完全酸化され、
−また排ガスの保有する熱は一部天板１２でも回収され
るものの大部分は周壁に穿設された連通孔１３を通過す
る間に回収され、清浄で低温の排ガスとなって排出され
る。排ガスは周囲に分散されることなく、全量が中空筒
状触媒体１１を通過するから、従来のような有害成分の
漏出もなく、一方熱的には最大の熱回収／熱放射体であ
る中空筒状触媒体１１が燃焼筒ｌＯに対して直角方向に
位置しており、燃焼Ｗ１０のある直下方向よりも周囲方
向に分散された形で輻射熱は放出される。したがって燃
焼１１１０へ向かって還元される熱は著しく低減され、
燃焼に対する熱的な悪影響、例えば灯芯式では気化量の
過大化による立炎や不完全燃焼、予混合式では炎口部の
過熱による気化室への逆火といった異常状態は防止゛で
きる。天板１２や反射板９等からの熱還元も多少はある
が、これらは金属板で構成されているために蓄熱性に乏
しく、順次外部への熱放散が行われるから、燃焼筒ｌＯ
力方向の熱放射はほとんど回避できる。ところで排ガス
の保有熱あるいは未燃成分の燃焼熱によって加熱された
中空筒状触媒体１１側壁からは輻射によって放熱が行わ
れるが、この熱は直接、あるいは反射板９で反射されて
、いずれも前方へと供給され、加熱、暖房、乾燥等の用
途に供することができる。従来では３０％前後であった
輻射熱として取り出し得る効率（輻射効率）は、上記中
空筒状触媒体１１を用いることにより５０％以上にも高
めることができる。この輻射効率を高める効果は、触媒
活性成分を担持しない中空筒状ハニカム体３を備えるの
みでも十分達成され、排ガスの浄化作用を必要としない
場合にはそのままで利用できる。

またこのような前方への輻射放熱を重視する構成の機器
においては、前述のように第５図に示したような後面を
無孔板７で構成した中空筒状ハニカム体３または中空筒
状触媒体１１を用いることも可能で、必要最小面積で上
記効果を発揮させることができる。なおこの場合、中空
筒状ハニカム体３または中空筒状触媒体１１の１面を正
面に向けることが、美観的にもまた輻射性能からも好ま
しい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、はぼ完全にガスをハニカ
ム体または触媒体に導き、コンパクトな空間内で固形成
分の捕集や反応を完遂させると共に、ここで回収した熱
は有効に周囲へ放射させることが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の中空筒状ハニカム体の
分解斜視図、第２図はその縦断面図、第３図、第４図お
よび第５図は本発明の他の実施例の中空荷駄ハニカム体
の要部横断面図、第６図は本発明の第２実施例の燃焼装
置の正面図である。 １・・・ハニカム板、２・・・連通孔、３・・・中空筒
状ハニカム体、５・・・蓋体、７・・・無孔板、１０・
・・燃焼筒、１１・・・中空筒状触媒体。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝はか１名第１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）多数の連通孔を有する板状ハニカム体を複数枚並
   べて中空の筒形状を構成したことを特徴とする中空筒状
   ハニカム体。
2. （２）中空筒形状体の一部を少なくとも複数枚の板状ハ
   ニカム体を並べて構成したことを特徴とする中空筒状ハ
   ニカム体。
3. （３）筒形状の片側開口部を無孔板または多数の連通孔
   を有する板状ハニカム体で閉塞した請求項１または２記
   載の中空筒状ハニカム体。
4. （４）酸化または還元もしくは分解の活性を有する触媒
   活性成分を担持させたことを特徴とする請求項３記載の
   中空筒状ハニカム体。
5. （５）燃焼室下流の排ガス流路に、開口側端部を上流に
   向けて請求項３記載の中空筒状ハニカム体を備えたこと
   を特徴とする燃焼装置。
6. （６）燃焼室下流の排ガス流路に、開口側端部を上流に
   向けて請求項４記載の中空筒状触媒体を備えたことを特
   徴とする燃焼装置。